談錘擊沉預(yù)制樁的施工工藝及技術(shù)質(zhì)量控制

范美思

（山西省招標(biāo)有限公司，山西太原 030001）

談錘擊沉預(yù)制樁的施工工藝及技術(shù)質(zhì)量控制

范美思

（山西省招標(biāo)有限公司，山西太原 030001）

結(jié)合鋼筋混凝土預(yù)制樁施工簡(jiǎn)單、沉降量小等特點(diǎn)，介紹了它的類型及適用范圍，闡述了打樁施工的操作要點(diǎn)，并針對(duì)施工中常見問題提出了防治措施，從而更好的保證了樁基施工質(zhì)量。

鋼筋混凝土，預(yù)制樁，錘擊沉樁，質(zhì)量控制

0 引言

近年來各種大型建筑物、構(gòu)筑物日益增多，規(guī)模增大，對(duì)基礎(chǔ)工程的要求愈來愈高。為實(shí)現(xiàn)有效的把結(jié)構(gòu)上部有效荷載傳遞到基礎(chǔ)深處承載力較大的土層中，此時(shí)具有施工簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐久、不受地下水潮濕變化的影響、承載能力大、抗震性能好，沉降量小等特點(diǎn)的鋼筋混凝土預(yù)制樁被廣泛應(yīng)用到建筑施工中。

1 預(yù)制樁類型、吊運(yùn)和堆放

1.1 樁的類型

預(yù)制樁可在工廠集中生產(chǎn)，也可在場(chǎng)地附近預(yù)制。一般直徑為400 mm～500 mm，管長(zhǎng)約為10 m，所用混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于30 MPa，樁頂和樁尖處不得有裂縫、蜂窩麻面和破損。現(xiàn)廣泛應(yīng)用的鋼筋混凝土預(yù)制薄壁管樁，外徑為400mm～500mm，壁厚80mm。

1.2 樁的吊運(yùn)和堆放

1）預(yù)制樁應(yīng)在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后方可起吊，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%才能運(yùn)輸和打樁施工。

2）起吊彎矩最小才能使其受到的損失達(dá)到最小，即為樁身自重受正負(fù)彎矩兩種方向相反的拉力，正負(fù)彎矩絕對(duì)值相等。

堆放場(chǎng)地應(yīng)堅(jiān)實(shí)、平整和防止不均勻沉降。預(yù)制樁堆放應(yīng)按支點(diǎn)位置放在墊枕上，層與層之間用墊木隔開，兩側(cè)打好防止?jié)L垛的木楔。堆放層數(shù)應(yīng)根據(jù)其強(qiáng)度、直徑、地面承載力、墊木等確定，一般應(yīng)小于7層。

2 打樁機(jī)械和適用范圍

2.1 打樁機(jī)械

1）樁架。

由地盤、導(dǎo)向桿、斜撐和滑輪組成。其作用是支撐樁身和樁錘，打樁過程中引導(dǎo)樁的方向，便于對(duì)準(zhǔn)樁位。

2）樁錘。

對(duì)樁沖擊力大將其打入土中的機(jī)具，施工中常用的有落錘、單雙動(dòng)汽錘、柴油錘、液壓振動(dòng)錘等。樁錘應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、樁身類型強(qiáng)度、樁長(zhǎng)及樁的密集程度等因素選擇。

3）動(dòng)力裝置。

包括驅(qū)動(dòng)樁錘和卷揚(yáng)機(jī)用的動(dòng)力設(shè)備，其配置取決于所選的樁錘。

2.2 適用范圍

1）柴油打樁機(jī)。

輕型宜于打木樁，鋼板樁;重型宜于打鋼筋混凝土樁，鋼管樁;不適于在過硬或過軟土層中打樁。

2）振動(dòng)樁機(jī)。

宜于鋼板樁、鋼管樁、鋼筋混凝土樁;卵石夾砂及緊密粘土中效果較差;砂土，塑性粘土及松軟砂粘土。

3）靜力壓拔樁基。

適用于對(duì)周圍環(huán)境無噪聲，無振動(dòng)等地段;軟土基礎(chǔ)及地下通道挖掘施工中。

3 鋼筋混凝土預(yù)制樁施工工藝

3.1 打樁前期準(zhǔn)備

打樁前要有場(chǎng)地平整、放樁基線、定樁位、設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)、樁的質(zhì)量檢測(cè)、打試驗(yàn)樁。由地質(zhì)條件等安排合理的打樁順序。

3.2 打樁施工

1）定樁:樁身送至導(dǎo)桿內(nèi)對(duì)準(zhǔn)樁位調(diào)整垂直偏差不得超過0.5%，將樁帽固定在樁頂該處的間隙應(yīng)為5 mm～10 mm，在樁錘緩慢作用下樁沉入途中至穩(wěn)定狀，校正樁位及垂直度。

2）錘打:樁錘進(jìn)行短距輕擊，樁入土穩(wěn)定后觀察樁身、樁架和樁錘整體垂直度，然后起錘高度可漸增施打。施工中樁錘對(duì)樁頭沖擊力適合，回彈小，防止樁頭損壞。當(dāng)遇到貫入度劇增或沉樁時(shí)若遇硬土層或砂層而發(fā)生阻力增大，甚至超過樁機(jī)的最大打擊力，樁身發(fā)生傾斜、位移或有嚴(yán)重回彈、樁頂或樁身出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫、破碎等情況時(shí)，應(yīng)立即停壓并采取相應(yīng)措施，以免造成斷樁或其他事故。

3）接樁:將對(duì)接面上的污垢清刷干凈。上下節(jié)樁連接時(shí)應(yīng)調(diào)整垂直度，對(duì)口的間隙宜為2 mm～3 mm，樁頂焊接應(yīng)對(duì)稱點(diǎn)焊4點(diǎn)～6點(diǎn)進(jìn)行，待兩樁固定后拆除導(dǎo)向箍再分層施焊，焊層不得少于2層，要求內(nèi)外層焊縫接頭位置錯(cuò)開焊縫飽滿。焊接接頭的質(zhì)量檢查宜采用探傷檢測(cè)，同一工程探傷抽樣檢測(cè)不得少于3個(gè)接頭。為防止斷樁，接頭處焊接后的停歇時(shí)間不能太短，必須在3 min以上，在冷卻結(jié)硬后再開始打樁，方保證接樁質(zhì)量。

4）截樁:當(dāng)樁頂實(shí)際標(biāo)高高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)就要截樁，截樁須用專用鋸樁機(jī)，嚴(yán)禁使用大錘橫向敲擊或強(qiáng)行拉折。

3.3 打樁記錄

打樁過程中應(yīng)詳細(xì)記錄每沉落1 m的錘擊數(shù)、樁位的偏斜度等。當(dāng)樁頂位于一般土層時(shí)，應(yīng)以控制樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為準(zhǔn)，貫入度為輔;貫入度已達(dá)到設(shè)計(jì)要求而樁頂標(biāo)高未達(dá)到時(shí)，應(yīng)繼續(xù)錘擊3陣，并按每陣10擊的貫入度不應(yīng)大于設(shè)計(jì)規(guī)定的數(shù)值確認(rèn)，必要時(shí)，施工控制貫入度應(yīng)通過試驗(yàn)確定，并做好記錄。

3.4 施工后靜停

剛施打完成的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁應(yīng)注意靜停一段時(shí)間后才能進(jìn)行土方施工，這樣便于由打樁而增高的土中孔隙水壓力釋放而減少其對(duì)樁身作用產(chǎn)生的整體傾斜。

4 控制錘擊沉樁施工允許偏差值

1）斜樁傾斜度的偏差不得大于傾斜角正切值的15%。

2）帶有基礎(chǔ)梁的樁位允許偏差值。a.垂直基礎(chǔ)梁的中心線允許偏差100+0.01H mm。b.沿基礎(chǔ)梁的中心線允許偏差150+ 0.01H mm。

3）樁數(shù)為1根～3根樁基中的樁位允許偏差100 mm;樁數(shù)為4根～16根樁基中的樁位允許偏差1/2樁徑或邊長(zhǎng);樁數(shù)大于16根樁基中的樁最外邊的樁位允許偏差1/3樁徑或邊長(zhǎng)，中間樁的樁位允許偏差1/2樁徑或邊長(zhǎng);單柱下的單樁的樁位允許偏差為80 mm。

5 施工中常遇問題和防治措施

在錘擊樁施工過程中，因土層變化和施工工藝選用不當(dāng)，質(zhì)量問題時(shí)有發(fā)生，施工人員經(jīng)常為此而十分顧慮，在此總結(jié)以下幾點(diǎn)常見問題以及防治措施。

5.1 樁頂、樁身破損

5.1.1 現(xiàn)象

預(yù)制鋼筋混凝土樁的樁頭、樁身破碎，因強(qiáng)大的錘擊力，使樁頭下部范圍內(nèi)混凝土受壓或拉伸，更甚者是當(dāng)樁頂部不平整，發(fā)生樁身傾斜樁頂位移、混凝土強(qiáng)度不足和剛接部位設(shè)置不合理，樁錘偏心錘擊或長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)錘擊時(shí)，混凝土所受拉應(yīng)力超過抗拉伸強(qiáng)度，則樁身產(chǎn)生橫向裂紋，表面混凝土剝落，甚至斷裂。

5.1.2 原因

1）樁本身彎曲較大或沉樁過程中樁身發(fā)生傾斜或者彎曲。2）定樁不垂直，部分樁身壓入土中后移動(dòng)樁架糾正產(chǎn)生樁身曲折;施工接樁時(shí)，焊接的兩根樁軸線不同一。

3）混凝土強(qiáng)度不夠、樁頂鋼筋網(wǎng)片不足、主筋距樁頂面距離過小、樁頂面不平、樁頂平面與樁軸線不垂直或在堆放、吊運(yùn)過程中產(chǎn)生樁頂碎裂。

4）錘重選擇不當(dāng)、樁頂與樁帽的接觸面不平、未加襯墊或未及時(shí)更換已損壞襯墊、樁沉入時(shí)不垂直，使樁頂面傾斜造成樁頂碎裂。

5.1.3 預(yù)防措施

1）施工前必須將樁位清理干凈并用釬探探測(cè)檢查;對(duì)樁身進(jìn)行彎曲復(fù)核。

2）定樁時(shí)要及時(shí)糾正不垂直情況，沉樁過程中不得采用移動(dòng)樁架糾正;接樁時(shí)，要保證上下兩節(jié)樁在同一軸線上，對(duì)接面間隙要加墊鐵片塞牢。

3）應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行樁的堆放和吊運(yùn)過程。

4）樁制作時(shí)要振搗密實(shí)、確保鋼筋設(shè)置合理、嚴(yán)格加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)、端面垂直于軸線;定樁要垂直，樁頂要加襯墊，如襯墊不符合要求要更換。

5.2 樁位偏斜

5.2.1 現(xiàn)象

在沉樁過程中，使土體受到急劇擠壓和擾動(dòng)引起相鄰的樁產(chǎn)生橫向位移或樁身上浮。

5.2.2 原因

1）沉樁過程中，樁尖被堅(jiān)硬障礙物擠壓發(fā)生偏移。

2）接樁不正，兩根樁在相接連軸線不同一，焊接后產(chǎn)生彎曲。

3）樁數(shù)量較多，土壤飽和密實(shí);樁距較小，在沉樁時(shí)其靠近地面的部分將在地表隆起和水平位移擠壓到極限密實(shí)度后相鄰的樁也會(huì)被帶動(dòng)發(fā)生偏移。

5.2.3 預(yù)防措施

1）沉樁施工前要及時(shí)清理樁位障礙物，嚴(yán)控樁身的質(zhì)量。

2）沉樁過程中發(fā)現(xiàn)樁身不垂直或焊接的兩根樁軸線不同一時(shí)要及時(shí)控制采取措施。

3）選擇合理位置采取降水排水措施。

4）樁的密集度等情況達(dá)到要求方可進(jìn)行土方施工。

5.3 沉樁不達(dá)標(biāo)高

5.3.1 現(xiàn)象

沉樁施工時(shí)的控制標(biāo)準(zhǔn)是最終貫入度，沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高是在錘擊壓力達(dá)到或者超過實(shí)際值時(shí)貫入度不允許施工順利進(jìn)行，樁頂標(biāo)高未達(dá)到設(shè)計(jì)值。

5.3.2 原因

1）探測(cè)勘察不能滿足施工需要，持力層標(biāo)高變化較多，設(shè)計(jì)施工存在誤差。

2）樁頂或樁身已經(jīng)被打壞，錘擊力不能有效的傳遞。3）群樁擠土造成土阻力增加;停工時(shí)間久，土體固結(jié)。4）樁錘選擇不當(dāng)，使樁沉達(dá)不到或超過設(shè)計(jì)要求的控制標(biāo)高。

5.3.3 預(yù)防措施

1）詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察或隨時(shí)進(jìn)行特殊位置勘察，按照與實(shí)際相符合的工程地質(zhì)勘察報(bào)告施工。

2）樁基施工時(shí)，必須保證樁身的完好、機(jī)械選擇合理等準(zhǔn)備工作完善，錘擊連續(xù)進(jìn)行。

3）遇有硬障礙時(shí)，可采用預(yù)鉆孔穿透硬夾層。調(diào)整沉樁順序、減緩沉樁速度、設(shè)置應(yīng)力釋放位置等合理方案進(jìn)行改善錘擊施工方法。

5.4 接樁開裂

5.4.1 現(xiàn)象

接樁焊接面經(jīng)過未加保護(hù)或錘擊出現(xiàn)損壞。

5.4.2 原因

1）連接處焊接截面預(yù)埋鐵件表面沒有清理干凈，連接件不平，有較大空隙、焊不牢、焊縫不連接、不飽滿或有夾渣。

2）兩根樁焊接時(shí)軸線不同一，接樁處產(chǎn)生曲折，錘擊時(shí)接樁處產(chǎn)生集中應(yīng)力而破壞連接。

5.4.3 預(yù)防措施

1）接樁前應(yīng)對(duì)連接焊接面上的雜質(zhì)，油污等進(jìn)行清理干凈，保證連接部件清潔;保證自然冷卻時(shí)間以穩(wěn)定焊接部位;觀察焊接是否牢固平整，如有質(zhì)量問題必須及時(shí)修正。2）接樁時(shí)，兩根樁必須保持軸線同一，焊接預(yù)埋件應(yīng)平整，焊接冷卻完成后經(jīng)數(shù)次錘擊再重復(fù)檢查焊接有無開裂，如有應(yīng)作補(bǔ)救措施。

6 結(jié)語

為了符合對(duì)高層建筑基礎(chǔ)施工愈來愈高的要求，結(jié)合預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁的特點(diǎn)在深基礎(chǔ)施工中廣泛應(yīng)用。錘擊沉樁施工過程中，應(yīng)根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定對(duì)施工工藝和技術(shù)質(zhì)量加以管控，我們必須在理論和實(shí)踐的過程中總結(jié)并掌握樁基的特點(diǎn)使得施工質(zhì)量得以保障，相信預(yù)制樁的應(yīng)用和施工方法會(huì)發(fā)展更好，應(yīng)用更廣泛。

［1］GB 50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［2］JGJ 94-2008，J 793-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］JGJ 79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］閻西康.土木工程施工［M］.北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2005.

［5］孫瑞豐.建筑學(xué)基礎(chǔ)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2006.

Discussion on construction technology and technological quality control of hamm ering sinking prefabricated pile

FAN M ei-si

（Shanxi Bidding Co.，Ltd，Taiyuan 030001，China）

Combining with the characteristics of prefabricated steel reinforced concrete pile，such as simple construction and small subsidence amount and so on，the paper introduces its types and application scope，describes the operation points of piling construction，and puts forward preventivemeasures to common construction problems，so as to better guarantee construction quality of the pile foundation.

steel reinforced concrete，prefabricated pile，hammering sinking pile，quality control

TU473.13

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.19.082

1009-6825（2012）19-0092-03

2012-03-28

范美思（1982-），女